子波分解技術在SN三維工區儲層預測中的應用

2015-02-20 00:30:14劉尚軍韓博鐘學彬中石化西北油田分公司勘探開發研究院新疆烏魯木齊830011

長江大學學報(自科版) 2015年11期

劉尚軍，韓博，鐘學彬　(中石化西北油田分公司勘探開發研究院，新疆烏魯木齊 830011)

劉尚軍，韓博，鐘學彬(中石化西北油田分公司勘探開發研究院，新疆烏魯木齊 830011)

[摘要]SN三維地震工區奧陶系一間房組呈鐵板狀強反射，常規反射結構分析及屬性提取不能分辨出儲層。利用子波分解技術，先將原始地震道分解成若干不同頻率的子波，再與實鉆儲層的主頻相結合，選取有利頻率進行波形重構；然后將重構體分解成若干個不同波形的分量，分析不同分量對儲層的響應敏感程度及平面展布情況，總結儲層發育規律，并將其與正演模型對比分析，驗證其可靠性；最后，再結合頻率衰減預測含油氣情況，綜合預測有利區帶。研究發現，地震反射層之間的波形分解二分量對儲層響應效果較好，二分量剖面上極性反轉、弱振幅對應的儲層發育，且含油氣檢測顯示在SN4號斷裂帶附近呈現異常，為有利勘探區帶。

[關鍵詞]子波分解；重構；二分量；頻率衰減

SN三維工區位于塔中1號斷裂帶下盤，主要勘探目的層系為奧陶系內幕碳酸鹽巖儲層，自上而下包括一間房組(O1yj)、鷹山組(O1ys)、蓬萊壩組(O1pl)。其中O1pl儲層特征為串珠狀強反射，剖面上易于識別；O1ys為串珠和強振幅反射，強振幅變化率與儲層具有匹配關系；而O1yj在剖面上呈半峰一谷的強鐵板狀反射結構，強反射掩蓋了O1yj的反射特征，利用常規剖面不能有效進行儲層預測。針對該情況，筆者采用子波分解與重構技術，力求預測有利儲層。

1子波分解與重構造原理

在地震資料常規處理和解釋中，地震道的基本模型是褶積模型，即一個地震道可以表示為一個地震子波與地層反射系數序列的褶積：

S(t)=W(t)*R(t)+N(t)

式中：S(t)為地震道；W(t)為地震子波；R(t)為反射系數序列函數；N(t)為噪聲;t為時間。

不同物理特性的地層，含油氣儲層與不含油氣儲層的地震響應不同，地震子波在穿過不同地層時所受到的改造也不同，其形狀會發生不同的變化。因此，基于單一地震子波的褶積模型對儲層預測及含油氣檢測存在局限性。

多子波地震道分解與重構技術利用數學方法，將每一地震道分解成多個不同形狀、不同頻率的地震子波，根據已知含油氣或儲層的子波特征，對地震道進行重構，找出規律變化，利用重構后的頻率、振幅及波形特征進行儲層及含油氣性預測。

2儲層和含油氣預測方法

2.1預測流程

圖1　子波分解重構技術預測有利區帶流程圖

子波分解與重構的核心技術為多子波地震道分解與重構、多子波數據體的波形分解和多子波的頻譜及頻譜衰減分析，預測有利區帶的具體流程見圖1。

2.2重構地震道

不同的地層及含油氣性具有不同的地震響應特征，但地層變化都有一定的連續性，在一定范圍內其地球物理響應特征是類似的。根據已鉆井的儲層資料，選取與儲層變化相關的子波，去掉與儲層變化和分布沒有直接關系的子波，重構合成新的地震數據體，能最大程度地反映儲層變化。

通過對SN5井鉆遇的O1yj儲層段進行標定后，選取對應時窗分析主頻，結合工區其他鉆井資料分析認為，儲層段響應主頻為10～25Hz。利用該頻率來進行子波的重構，合成目的層的新數據體。圖2是研究區的子波重構前、后的剖面對比圖，可以看見，雖然總體變化不大，但重構剖面對斷層刻畫更加清晰，更能反映構造特征，重構數據更可靠。

2.3波形分解與屬性分析

地震體積分解是一種提取線性相似地震波形狀的分解與合成方法。它把輸入地震數據段分解成若干個分量。第1分量的波形代表在所有輸入的地震數據段中具有最大共性、最大能量的波形；第2分量是去掉第1分量后的地震數據段中具有最大共性、最大能量的波形；以此類推。一般高階分量很少有共性，大多為噪聲。

圖2　研究區子波重構前(a)、后(b)的剖面對比

圖3　研究區波形分解第1分量　　　　　　　圖4　研究區波形分解平面振幅屬性

2.4頻譜及頻譜衰減分析

地震波在穿過不同地層或含油氣層和非油氣層時，其頻率成份的衰減不同。因此，頻譜特征和頻譜衰減的橫向變化可以作為預測儲層及含油氣性的有效手段。

在目的層之上和之下各取一個窗口，分別計算其頻譜并歸一化，然后用計算的上邊頻譜減去下邊頻譜，其結果定義為頻譜衰減。頻譜衰減能反映地震信號穿過目的層時的頻譜變化。如圖5、6所示，在上方低頻部分出現波谷(負值)，反映地震信號在穿過低頻能量時得到補償，而在下方高頻部分出現波峰(正值)則反映地震波在穿過目的層時高頻成分相對減小，可能為含油氣層分布。